Приемно-адаптерный прибор пожарной сигнализации

спользование совместных протоколов обмена в коммуникационные соединения;

простота и удобство обслуживания и эксплуатации;

высокая эксплуатационная надежность;

возможность применения специального программного обеспечения для повышения информативности в системе МЧС;

Отечественный и зарубежный опыт эксплуатации автоматических систем пожарной сигнализации показывает, что проблема раннего обнаружения пожара в настоящее время не может быть успешно решена с помощью только одного или нескольких типов пожарных извещателей. Для этого требуется создание комплекса средств обнаружения загораний по всем информационным факторам и признакам пожара и поиск новых технических решений в области пожарной сигнализации.

3. ПРИБОР ПРИЕМНО-АДАПТЕРНЫЙ

ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

3.1. Описание адаптера. Принцип работы.

Для передачи состояния пожарного извещателя на расстояние с выводом информации на компьютер необходимо задействовать часть функций приемно-контрольного прибора, при этом появляются новые функции (формирование байтов кодовой посылки и передача сигналов с компьютера на ПКП), т.е. непосредственно с пожарного извещателя через адаптерный прибор осуществить передачу информационного байта нецелесообразно.

Первичное звено обработки сигнала с пожарного извещателя и опроса состояния шлейфов - это приемно-контрольный прибор; в моей работе - это ППК-2.

Прибор приемно-контрольный ППК-2 предназначен для приема сигналов тревожных извещаний от автоматических и ручных пожарных извещателей с нормально-замкнутыми и нормально-разомкнутыми контактами, а также от активных пожарных извещателей с бесконтактным выходом (см. рис.2), формирующих сигнал о пожаре в виде дискретного уменьшения электрического сопротивления выходной цепи извещателя до величины, не превышающей 450 Ом при токе 20 мА (например, РИД-6М, ДИП-2, ИПР, ДИП-3).

Пульт обеспечивает отображение поступающей с охраняемых объектов информации (сигналы ПОЖАР, НЕИСПРАВНОСТЬ) с помощью оптических индикаторов и звукового сигнализатора, трансляцию поступивших сигналов с помощью контактов реле, а также формирование адресных сигналов пуска АСП.

Рис. 2. Схема подключения пожарных извещателей

к сигнальной линии прибора ППК-2.

1 - извещатель с нормально замкнутыми контактами (типа ИП 104-1, ИП 105-2/1 и т.п.);

2 - извещатель ИП 212-2 (ДИП-2);

3 - извещатель ИП 101-2, ИП 212-5 (ДИП-3);

4 - извещатель с нормально разомкнутыми контактами (ПИО-017);

5 - извещатель РИД-6М;

6 - извещатель ИП 329-2 "Аметист";

7 - выносное устройство оптической сигнализации ВУОС (ТеУ5.142.004); Р1 - резистор МЛТ-0,25-11 кОм 5%: Р2 - резистор МЛТ-0.25-4.3 кОм 5 %; УД1-УД2 - диоды полупроводниковые КД521А.

Основные технические данные ППК-2

1. Максимальное количество шлейфов сигнализации, подключаемых

к пульту, шт. 60

2. Максимальное количество активных пожарных извещателей, включаемых

в один шлейф, шт. 20

3. Максимальное количество пожарных извещателей, включаемых

в один шлейф, с нормально-замкнутыми и с нормально-разомкнутыми контактами, шт. 40

4. Максимальное сопротивление шлейфа, Ом 500

5. Амплитуда переменного напряжения прямоугольной формы в

шлейфе, В 20+4

6. Длительность длинного полутакта напряжения в шлейфе, с 0,7+0,15

7. Длительность короткого полутакта напряжения в шлейфе, с 0,05+0,01

8. Максимально-допустимая величина тока в шлейфе в дежурном режиме

при длинном полутакте напряжения, мА 10

9. Напряжение в линии АСП при включении сигнала пуска АСП, В 24+2

10. Величина тока ограничения в линии АСП, А 0,3+0,05

11. Величина времени задержки включения реле ОПОВЕЩЕНИЕ с

момента поступления сигнала ПОЖАР, с 35

12. Максимальный ток, коммутируемый контактами реле ОПОВЕЩЕНИЕ, при напряжении до 250 В, А 2

13. Максимальная мощность, коммутируемая контактами реле ПОЖАР, НЕИСПРАВНОСТЬ при напряжении до 80 В, Вт 10

14. Напряжение источников питания:

основного - сети переменного тока частотой 50Гц, В 220+22

резервного - источника постоянного тока, В 24+2,4

15. Максимальная потребляемая мощность пульта в дежурном режиме от источника питания:

основного, В А 40

резервного, Вт 40

16. Минимальное сопротивление изоляции между сетевыми цепями пульта и другими токопроводящими элементами, МОм 20

17. Диапазон эксплуатационных температур окружающей среды

пульта, 0С 0 +40

18. Максимальная относительная влажность окружающей среды пульта при

температуре 350С, % 80

19. Максимальная масса пульта на 60 сигнальных линий, кг 25

20. Наработка на отказ пульта (в пересчете на 1 сигнальную линию) должна

быть ,ч 50

21. Срок службы пульта, лет 10

Основной узел взаимодействия ППК-2 и адаптерного прибора - Блок приема и регистрации, включающий в себя два независимых канала обработки сигналов, поступающих с сигнальных линий. С соответствующих контуров: «Пожар», «КЗ», «Обрыв», «АУП» (прямая и обратная связь) логический уровень поступает на регистры приема адаптера, что обеспечивает селективность адаптера по виду сигнала (см. Приложение 3).

Информация с блока приема и регистрации с разъема ПКП поступает на входные регистры формирователя информационного байта связанного с этим ПКП, затем - на приемо-передающий контроллер, где с учетом сработавшего направления, формируется и отправляется на компьютер через последовательный порт СОМ2 байт посылки. Компьютер принимает байт (для приема и обработки информации, поступающей на порт СОМ2, в памяти резидентно находится драйвер адаптера), выдает соответствующее сообщение на экран монитора (принтер). Связь с компьютером ПАСО, охраняющего объект осуществляется по индивидуальной кабельной линии, а дальнейшее прохождение информации - по телефонной линии при помощи модема.

Специально разработанное программное обеспечение позволит оператору управлять пуском АУП и состоянием приемно-контрольного прибора того или иного объекта через адаптер от компьютера после набора пароля, при этом предполагается наличие у оператора элементарных навыков работы на компьютере. В процессе функционирования прибора по каждому событию на объекте формируется запись в банк-протокол текущих событий, где информация о событии сформирована по признаку даты (места) и содержит:

а) время возникновения события;

б) наименование сигнала;

в) установившееся состояние сигнала.

Банк протоколов текущих событий можно просмотреть на экране монитора или распечатать в виде суточной сводки.

Структурно адаптер состоит (рис.3) из формирователей байтов, имеющих непосредственную связь с определенным ПКП при помощи кабеля (провода) и разъемов; приемо-передающего контроллера сбора и обработки информации, передающего сообщение по интерфейсу последовательного типа на IBM-совместимый компьютер для последующей обработки и хранения информации о событиях на контролируемом объекте, а также для адресного восстановления состояния ПКП и запуска АУП по команде оператора ЭВМ.

Электрическую схему приемно-адаптерного прибора можно реализовать на дискретных элементах и ИМС, что позволит выполнить его с небольшими габаритными размерами и высокой безотказностью в работе.

Таким образом, при работе с адаптерным прибором имеется возможность «гибкого» управления алгоритмом работы и изменения некоторых его характеристик как за счет регулировки параметров элементной базы, так и с компьютера (программно).

Приемно-адаптерный прибор

Шл.№1

Шл.№n

ПАСО

10000011 - 1 шлейф

10000011 - ПКП №1

10001001 - «КЗ»

стартовые биты стоповые биты

Рис. 3. Схема информационного обмена.

3.2 Работа с драйвером, передача информации по сети.

Драйвер обеспечивает расшифровку байта данных поступающего с формирователя байта адаптера, обработку информации и выдаст сообщение на экран (принтер). Алгоритм программы может быть успешно реализован на языках высокого уровня Turbo Pascal 7.0 или С++ с применением ассемблерных вставок, при этом обеспечится удобный графический интерфейс программы управления, четкость работы, рациональность алгоритма программы, автозапуск и резидентность.

Драйвер резидентно располагается в памяти компьютера, постоянно опрашивает состояние порта, осуществляет обработку информации, поступающей от адаптера и отображение ее на экране монитора. Неотъемлемым звеном работы этой системы является интерфейс RS-232-C и, в частности, порт последовательной передачи данных СОМ2 для соединения с ком. Последовательная передача данных означает, что данные пе-редаются по единственной линии. При этом биты байта данных пе-редаются по очереди с использованием одного провода. Для синх-ронизации группе битов данных обычно предшествует специальный стартовый бит, после группы битов следуют бит проверки на чет-ность и один или два стоповых бита. Иногда бит проверки на чет-ность может отсутствовать.

Существует три основных способа соединения с компьютером для обмена информацией:

- непосредственная связь через асинхронный порт;

- связь с использованием модема;

- связь через локальные сети.

Далее рассматриваются первые два типа соединений -непосредственное и соединение через модем.

Практически каждый компьютер оборудован хотя бы одним последовательным асинхронным адаптером. Обычно он представляет собой отдельную плату или же расположен прямо на материнской плате компьютера. Его полное название - RS-232-C. Каждый асинх-ронный адаптер обычно содержит несколько портов, через которые к компьютеру можно подключать внешние устройства. Каждому такому порту соответствует несколько регистров, через которые прог-рамма получает к нему доступ, и определенная линия IRQ (линия запроса прерывания) для сигнализации компьютеру об изменении состояния порта. Каждому порту присваивается логическое имя (COM1,COM2,и т.д.).

Компьютер IBM PC поддерживает интерфейс RS-232-C не в пол-ной мере; скорее разъем, обозначенный на корпусе компьютера как порт последовательной передачи данных, содержит некоторые из сигналов, входящих в интерфейс RS-232-C и имеющих соответствую-щие этому стандарту уровни напряжения.

В настоящее время порт последовательной передачи данных используется очень широко. Вот далеко не полный список примене-ний:

- подключение мыши;

- подключение графопостроителей, сканеров, принтеров, ди-гитайзеров;

- связь двух компьютеров через порты последовательной пе-редачи данных с использованием специального кабеля и таких программ, как FastWire II или Norton Commander;

- подключение модемов для передачи данных по телефонным линиям;

- подключение к сети персональных компьютеров;

Последовательная передача данных означает, что данные пе-редаются по единственной линии. При этом биты байта данных пе-редаются по очереди с использованием одного провода. Для синх-ронизации группе битов данных обычно предшествует специальный стартовый бит, после группы битов следуют бит проверки на чет-ность и один или два стоповых бита. Иногда бит проверки на чет-ность может отсутствовать.

Компьютер может быть оснащен одним или двумя портами последовательной передачи данных. Эти порты расположены либо на материнской плате, либо на отдельной плате, вставляемой в слоты расширения материнской платы.

Бывают также платы, содержащие четыре или восемь портов последовательной передачи данных. Их часто используют для подк-лючения нескольких компьютеров или терминалов к одному, цент-ральному компьютеру. Эти платы имеют название "мультипорт".

В основе последовательного порта передачи данных лежит микросхема INTEL 8250 или ее современные аналоги - INTEL 16450,16550,16550A. Эта микросхема является универсальным асинхронным приемопередатчиком (UART - Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Микросхема содержит несколько внутренних регистров, доступных через команды ввода/вывода.

Микросхема 8250 содержит регистры передатчика и приемника данных. При передаче байта он записывается в буферный регистр передатчика, откуда затем переписывается в сдвиговый регистр передатчика. Байт "выдвигается" из сдвигового регистра по битам.

Программа имеет доступ только к буферным регистрам, копирование информации в сдвиговые регистры и процесс сдвига выпол-няется микросхемой UART автоматически.

К внешним устройствам последовательный асинхронный порт подключается через специальный разъем. Существует два стандарта на разъемы интерфейса RS-232-C, это DB-25 и DB-9. Первый имеет 25, а второй 9 выводов. Для работы приемно-адаптерного прибора используется 25-штырьковый разъем.

ТАБЛИЦА 1.

Разводка разъема DB25

Номер Назначение контакта Вход или

контакта (со стороны компьютера) выход

-1 Защитное заземление (Frame Ground,FG) -

2 Передаваемые данные (Transmitted Data,TD) Выход

3 Принимаемые данные (Received Data,RD) Вход

4 Запрос для передачи (Request to send,RTS) Выход

5 Сброс для передачи (Clear to Send,CTS) Вход

6 Готовность данных (Data Set Ready,DSR) Вход

7 Сигнальное заземление (Signal Ground,SG) -

8 Детектор принимаемого с линии сигнала

(Data Carrier Detect,DCD) Вход

9-19 Не используются

20 Готовность выходных данных

(Data Terminal Ready,DTR) Выход

21 Не используется

22 Индикатор вызова (Ring Indicator,RI) Вход

23-25 Не используются

ТАБЛИЦА 2.

Разводка разъема DB9

Номер Назначение контакта Вход или

контакта (со стороны компьютера) выход

1 Детектор принимаемого с линии сигнала

(Data Carrier Detect, DCD) Вход

2 Принимаемые данные (Received Data, RD) Вход

3 Передаваемые данные (Transmitted Data, TD) Выход

4 Готовность выходных данных

(Data Terminal Ready, DTR) Выход

5 Сигнальное заземление (Signal Ground, SG) -

6 Готовность данных (Data Set Ready, DSR) Вход

7 Запрос для передачи (Request to send, RTS) Выход

8 Сброс для передачи (Clear to Send, CTS) Вход

9 Индикатор вызова (Ring Indicator,RI) Вход

Компьютер является терминальным устройством. Модем (адаптер ПС) является устройством связи.

Стандарт RS-232-C определяет возможность управления потоком только для полудуплексного соединения, при котором в каждый момент времени данные могут передаваться только в одну сторону.

Технические параметры интерфейса RS-232-C

При передаче данных на большие расстояния без использова-ния специальной аппаратуры из-за помех, наводимых электромаг-нитными полями, возможно возникновение ошибок. Вследствие этого накладываются ограничения на длину соединительного кабеля между устройствами DTR-DTR и DTR-DCE.

Официальное ограничение по длине для соединительного кабе-ля по стандарту RS-232-C составляет 15,24 метра. Однако на практике это расстояние может быть значительно больше. Оно не-посредственно зависит от скорости передачи данных.

110бод - 1524м / 914,4м

300бод - 1524м / 914,4м 1200бод - 914,4м / 914,4м 2400бод - 304,8м / 152,4м 4800бод - 304,8м / 76,2м 9600бод - 76,2м / 76,2м

Уровни напряжения на линиях разъема составляют для логи-ческого нуля -15..-3 вольта, для логической единицы +3..+15 вольт. Промежуток от -3 до +3 вольт соответствует неопределен-ному значению.

Порты асинхронного адаптера

На этапе инициализации системы, модуль POST BIOS тестиру-ет имеющиеся асинхронные порты RS-232-C и инициализирует их. В зависимости от версии BIOS инициализируются первые два или че-тыре порта. Их базовые адреса располагаются в области данных BIOS, начиная с адреса 0000:0400h.

Первый адаптер COM1 имеет базовый адрес 3F8h и занимает диапазон адресов от 3F8h до 3FFh. Второй адаптер COM2 имеет ба-зовый адрес 2F8h и занимает адреса 2F8h..2FFh.

Асинхронные адаптеры могут вырабатывать прерывания:

COM1, COM3 - IRQ4

COM2, COM4 - IRQ3

Имеется 7 основных регистров для управления портами:

а) Регистр данных

Регистр данных расположен непосредственно по базовому ад-ресу порта RS-232-C и используется для обмена данными и для за-дания скорости обмена.

Для передачи данных в этот регистр необходимо записать пе-редаваемый байт данных. После приема данных от внешнего уст-ройства принятый байт можно прочитать из этого же регистра (см. Приложение 1).

В зависимости от состояния старшего бита управляющего ре-гистра (расположенного по адресу base_adr+3, где base_adr соответствует базовому адресу порта RS-232-C),назначение этого регистра может изменяться. Если старший бит равен нулю, регистр

используется для записи передаваемых данных. Если же старший бит равен единице, регистр используется для ввода значения младшего байта делителя частоты тактового генератора. Изменяя содержимое делителя, можно изменять скорость передачи данных. Старший байт делителя записывается в регистр управления преры-ваниями по адресу base_adr+1.

Максимальная скорость обмена информацией, которую можно достичь при использовании асинхронного адаптера, достигает 115200 бод, что примерно соответствует 14 Кбайт в секунду.

б) Регистр управления прерываниями

Этот регистр используется либо для управления прерываниями от асинхронного адаптера, либо (после вывода в управляющий ре-гистр байта с установленным в 1 старшим битом) для вывода зна-чения старшего байта делителя частоты тактового генератора.

в) Регистр идентификации прерывания

Считывая его содержимое, программа может определить причи-ну прерывания

г) Управляющий регистр

Управляющий регистр доступен по записи и чтению. Этот ре-гистр управляет различными характеристиками UART: скоростью передачи данных, контролем четности, передачей сигнала BREAK, длиной передаваемых слов (символов).

д) Регистр управления модемом

Регистр управления модемом управляет состоянием выходных линий DTR, RTS и линий, специфических для модемов - OUT1 и OUT2, а также запуском диагностики при соединенных вместе входе и выходе асинхронного адаптера.

е) Регистр состояния линии

Регистр состояния линии определяет причину ошибок, которые могут возникнуть при передаче данных между компьютером и мик-росхемой UART.

ж) Регистр состояния модема

Регистр состояния модема определяет состояние управляющих сигналов, передаваемых модемом асинхронному порту компьютера.

Инициализация асинхронного адаптера

Первое, что должна сделать программа, работающая с асинх-ронным адаптером - установить формат и скорость передачи дан-ных. После загрузки операционной системы для асинхронных адап-теров устанавливается скорость 2400 бод, не выполняется провер-ка на четность, используются один стоповый и восьмибитовая дли-на передаваемого символа. Можно изменить этот режим командой MS-DOS MODE.

Выполнив ввод из управляющего регистра, программа может получить текущий режим адаптера. Для установки нового режима измените нужные вам поля и запишите новый байт режима обратно в управляющий регистр.

Если вам надо задать новое значение скорости обмена данны-ми, перед записью байта режима установите старший бит этого байта в 1, при этом регистр данных и управляющий регистр используются для задания скорости обмена. Затем последовательно двумя командами ввода загрузите делитель частоты тактового ге-нератора. Младший байт запишите в регистр данных, а старший - в регистр управления прерываниями.

Перед началом работы необходимо также проинициализировать регистр управления прерываниями, даже если в вашей программе не используются прерывания от асинхронного адаптера (см. Приложение 1). Для этого сначала надо перевести регистр данных и регистр управления пре-рываниями в обычный режим, записав ноль в старший бит управляющего регистра. Затем можно устанавливать регистр управления прерываниями. Если прерывания вам не нужны, запишите в этот порт нулевое значение.

Электронная почта

Большой интерес представляет использование приемно-адаптерного прибора в локальной сети АСУ МЧС как средства обработки и дальнейшего анализа информации. Одной из возможностей сети является организация электронной почты. Если компьютер подклю-чен к сети, и вы имеете специальное программное обеспечение для обмена почтой, имеется возможность отправлять через сеть письма (сообщения) другим пользователям сети (рис. 3).

Страницы: 1, 2, 3